[发明专利]一种从黑铜泥中回收砷的方法

说明书

本发明公开了一种从黑铜泥中回收砷的方法，该方法是将黑铜泥粉末在氧化条件下进行碱性浸出，浸出液通过石灰苛化，得到砷酸钙，苛化过程再生碱性浸出剂返回碱性浸出；将砷酸钙通过真空还原焙烧，得到金属砷和氧化钙，金属砷可直接销售，氧化钙则返回苛化过程，该方法实现黑铜泥处理过程中砷的开路，得到无毒且具有经济价值的金属砷，同时碱和氧化钙在流程中得到循环，最大限度降低碱消耗；该方法过程简单，成本低廉，对环境友好，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种黑铜泥的处理方法，具体涉及一种从黑铜泥中回收砷的方法，适用于含砷黑铜泥的清洁处理；属于有色金属冶金技术领域。

背景技术

在阳极铜电解精炼过程中，电解液的成分不断发生变化，杂质也会不断积累。因此，为了保证电解过程的正常进行，必须对电解液进行净化和调整，除去其中对电解过程危害较大杂质。在电积脱铜脱杂时，铜电解液中的As、Sb、Bi等杂质会与Cu一起在阴极析出，这些在阴极上产出的泥状物(含Cu、As、Sb、Bi、Pb等)称为黑铜泥。

目前，针对黑铜泥的处理方式较多采用返回配料进入熔炼系统，但这种方法造成砷在冶炼过程中的循环累积，严重影响金属的直收率和产品质量，降低设备的生产能力，危害工人身体健康。为了克服上述问题，一些厂家和研究者对黑铜泥中的砷进行开路处理研究。专利CN 103288133A用氢氧化钠做浸出剂，通入空气搅拌浸出黑铜泥中的砷，然后调节浸出液pH至-1～1，通入SO₂气体还原，还原后溶液经蒸发浓缩结晶得到As₂O₃沉淀。虽然该方法实现了砷的开路，但过程药剂用量大，中和过程产生大量无用的盐，无法产生经济效益。专利CN103290221A采用硫酸氧化浸出的方法处理黑铜泥，使铜和砷进入溶液，通过蒸发结晶得到硫酸铜，结晶母液调节pH至2.5～7后反应得到砷酸铜沉淀，硫酸浸出渣采用碱性硫化浸出，结合氧化、酸溶、中和等工艺提锑。该工艺流程冗长，得到的砷酸铜市场需求小，化学性质不稳定，难以处理。专利CN 106148702A采用相似的方法处理黑铜泥，但在砷的脱除工艺上存在差异：在蒸发结晶母液中加入亚铁源得到性质更加稳定的臭葱石。

发明内容

针对现有从黑铜泥中提取砷的工艺存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种高效、环保、经济，能从黑铜泥中高效回收高纯度砷的方法，该方法解决现有工艺砷分散严重、成本高、存在安全隐患等问题。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种从黑铜泥中回收砷的方法，包括以下步骤：

1)将黑铜泥粉末在氧化条件下进行碱性浸出后，固液分离，得到含砷碱液和渣相I；所述黑铜泥包含砷化铜、单质砷、单质铜、氧化铜和氧化亚铜主要物相；

2)在所述含砷碱液中加入石灰进行苛化后，固液分离，得到碱液和渣相II；所述碱液作为碱性浸出剂返回步骤1)的碱性浸出；

3)所述渣相II与碳质还原剂混合后，置于惰性或还原气氛中，在负压条件下进行还原焙烧，焙烧烟气经过收集、冷却，得到单质砷产品；焙烧固体产物即石灰，返回步骤2)用于含砷碱液苛化。

本发明的技术方案关键在于采用了碱性氧化浸出、石灰苛化及还原焙烧相结合的工艺，不但实现了黑铜泥中砷与金属的高效分离和提取，而且实现了碱浸出剂和苛化石灰的循环利用，大大降低了工艺的成本。本发明的技术方案首先将黑铜泥采用氧化碱浸出，能使砷选择性进入液相，而铜等金属富集在渣相中，实现了黑铜泥的源头脱砷过程，避免了金属回收过程中砷的积累，有利于金属回收；而砷富集液巧妙地利用石灰苛化后，使碱性浸出剂再生，实现碱浸出液的循环，同时砷酸钠等转化成砷酸钙沉淀。而砷酸钙采用真空还原焙烧，得到单质砷产品，且使石灰再生，实现石灰的循环使用。该方法实现了碱浸出液和石灰的闭路循环，既符合环保要求，又降低了生产成本，产生了可观的经济效益。